沱江大桥主梁边跨现浇支架受力验算

来源 :商品与质量·建筑与发展 | 被引量 : 0次 | 上传用户:catticc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  一、工程概况
  四川自贡至隆昌高速公路工程沱江大桥主桥130m连续梁采用73+130+73m三跨一联预应力砼变高度连续梁。箱梁边跨及跨中梁高3.7m,支点梁高10m,箱梁梁高从距主墩中心3.0m处到跨中按二次抛物线变化。
  边跨现浇段设计总长度7.34m,梁高3.7m。其中主梁实心段长度2m,作用在墩顶的长度为1.6m,悬臂部分长度为5.74m;顶、底、腹板在3-5#截面成线形变化。现浇段设计砼数量127m3。
  二、计算基本资料
  有关荷载系数根据交通部颁发的公路桥涵设计与施工规范,荷载系数取值如下:
  1.考虑箱梁砼浇注时涨模、动力等因素的超载系数取1.05;
  2.浇注砼时的动力系数取1.2;
  三、支架顶面工字钢计算
  1、现浇段支架布置图:
  整个支架所受力包括主梁砼重量(现浇段悬臂部分及1/2合拢段)G砼、模板重量G模板、以及支架平台机具等相关施工荷载G施工三部分。
  因主梁是变截面,因此计算时按照设计图纸断面计算各段砼重量,见下表:
  各规格节段箱梁方量计算表
  节段号 节段长 V方量
  V底板 V顶板 V腹板 V翼缘板 V合计
  2# 0.6m 14.303 1.334 15.637
  3# 1.4m 33.374 3.114 36.488
  4# 2.0m 6.476 6.785 15.328 4.45 33.039
  5# 3.34m 8.1 9.345 15.718 7.428 40.591
  各規格节段箱梁重量比较表
  节段号 节段长 砼重(KN)
  G底板 G顶板 G腹板 G翼缘板 G合计
  2# 0.6m 372 35 407
  3# 1.4m 868 81 949
  4# 2.0m 168 176 399 116 859
  5# 3.34m 211 243 409 193 1056
  四、平台工字钢受力分析
  A:底板纵向I28a工字钢受力验算:
  现浇段底板纵向拟采用I28a工字钢,单个现浇段纵向I28a工字钢10根,根据其分布情况将底模工字钢分为a、b、c三种类型(分别为作用在腹板、底板、翼缘板)处。计算时根据各节段箱梁荷载分布表,分别I28a工字钢受力。
  砼荷载(按照每立方米26KN)进行计算,考虑箱梁砼浇注时涨模、动力等因素,同时考虑将翼缘板重量及顶板荷载通过支撑传递到纵向工字钢上。1-2#断面根据设计资料,0-1.6米长度考虑由底模板支撑于墩顶上,支架只承受0.4米箱梁实心段荷载。超载系数取1.05;浇注砼时的动力系数取1.2;采用SP2000计算软件进行结构分析,如下:
  各型材料力学性能
  截面型号 截面面积
  A(cm2) 惯性矩
  I(cm4) 抗弯截面模量
  W(cm3) 半截面面积矩
  S(cm3)
  I28a 55.37 7115 508.214 292.7
  I40a 86.07 21714 1085.7 631.2
  A-1:顶层a类I28a工字钢计算:
  计算简图:
  经计算:最大弯矩为:45KN.m;最大剪力76.8KN;
  Mmax=M/W=45/508.214cm3=88.5Mpa<[σ]=140Mpa;
  τmax=QSm/Im.δ=76.8/(24.3cmx0.85cm)=37.2Mpa<[τ]=80Mpa;
  支撑反力:138.68KN(后端支点处);
  前端最大挠度:3.5mm  A-2:顶层b类I28工字钢计算:
  计算简图:
  经计算:最大弯矩为:28.3KN.m;最大剪力51.1KN;
  Mmax=M/W=28.3/508.214cm3=55.7Mpa<[σ]=140Mpa;
  τmax=QSm/Im.δ=51.1/(24.3cmx0.85cm)=24.7Mpa<[τ]=80Mpa;
  支撑反力:97.55KN(后端支点处);
  前端最大挠度:2mm  A-3:顶层c类I28工字钢计算:
  计算简图:
  经计算:最大弯矩为:33.9KN.m;最大剪力65.9KN;
  Mmax=M/W=33.9/508.214cm3=66.7Mpa<[σ]=140Mpa;
  τmax=QSm/Im.δ=65.9/(24.3cmx0.85cm)=31.9Mpa<[τ]=80Mpa;
  支撑反力:101.02KN(前端支点处);
  前端最大挠度:2.9mm  B:横向2I40a字钢验算:
  中间层拟采用三组2I40a工字钢,根据纵向工字钢计算求出支撑反力,并对2I40a工字钢进行受力验算。
  B-1:前端横向2I40a工字钢验算:
  经计算:最大弯矩为:253.3KN.m;最大剪力368.8KN;
  Mmax=M/W=253.3/(1085.7x2)cm3=116.7Mpa<[σ]=140Mpa;
  τmax=QSm/Im.δ=368.8/(34.4cmx2.1cm)=51.1Mpa<[τ]=80Mpa;   支撑反力:541.11KN(支点处);
  端部最大挠度:14mm  根据SP2000计算得出跨中及墩身侧工字钢应力如下:
  B-2:跨中工字钢验算:
  经计算:最大弯矩为:134.2KN.m;最大剪力226.9KN;
  Mmax=M/W=134.2/(1085.7x2)cm3=61.8Mpa<[σ]=140Mpa;
  τmax=QSm/Im.δ=226.9/(34.4cmx2.1cm)=31.4Mpa<[τ]=80Mpa;
  支撑反力:316.74KN(支点处);
  端部最大挠度:7.3mm  B-3:内侧工字钢验算:
  经计算:最大弯矩为:197.6KN.m;最大剪力346.5KN;
  Mmax=M/W=197.6/(1085.7x2)cm3=91Mpa<[σ]=140Mpa;
  τmax=QSm/Im.δ=346.5/(34.4cmx2.1cm)=48Mpa<[τ]=80Mpa;
  支撑反力:545.83KN(支点处);
  端部最大挠度:3.6mm  将合拢段1/2荷载施加于前端工字钢上,前端工字钢受力验算:
  经计算:最大弯矩为:286.3KN.m;最大剪力478.8KN;
  Mmax=M/W=286.3/(1085.7x2)cm3=131.9Mpa<[σ]=140Mpa;
  τmax=QSm/Im.δ=478.8/(34.4cmx2.1cm)=66.3Mpa<[τ]=80Mpa;
  支撑反力:761.07KN(支点处);
  端部最大挠度:5.9mm  C、底层纵向2I40a字钢验算:
  C-1:加1/2合攏段荷载前
  底层钢管顶纵向拟采用两组2I40a工字钢,根据横向工字钢计算求出支撑反力,并对底层2I40a工字钢进行受力验算。
  2I40a工字钢验算:
  经计算:最大弯矩为:294.5KN.m;最大剪力161KN;
  Mmax=M/W=294.5/(1085.7x2)cm3=135.6Mpa<[σ]=140Mpa;
  τmax=QSm/Im.δ=161/(34.4cmx2.1cm)=22.3Mpa<[τ]=80Mpa;
  支撑反力:707.32KN(后端支点处);
  跨中最大挠度:4.4mm  C-2:加1/2合拢段荷载后
  底层钢管顶纵向拟采用两组2I40a工字钢,根据横向工字钢计算求出支撑反力,并对底层2I40a工字钢进行受力验算。
  2I40a工字钢验算:
  经计算:最大弯矩为:294.5KN.m;最大剪力161KN;
  Mmax=M/W=294.5/(1085.7x2)cm3=135.6Mpa<[σ]=140Mpa;
  τmax=QSm/Im.δ=161/(34.4cmx2.1cm)=22.3Mpa<[τ]=80Mpa;
  支撑反力:923.87KN(前端支点处);
  跨中最大挠度:4.5mm  综上计算,支架底平台工字钢满足要求。
  五、钢管桩受力计算
  根据上诉支撑反力的出钢管桩的受力情况,分别作用合拢段荷载前后受力工况对支架进行分析。
  (一)加1/2合拢段荷载前
  其中内钢管:707.32KN;外侧斜钢管:703.91KN;采用SP2000进行分析,其计算结果如下:
  经计算得出,外侧斜桩的弯距和轴向力最大,因此计算时以斜桩受力控制设计。其轴力为806.1KN;弯距为79.2KN.m;
  1、对斜桩的验算:
  ①Φ720x6mm钢管有关参数的确定:
  a、横截面惯性矩:
  I=π(D4-d4)/64=3.14x(7204-7084)/64
   =857.3x106mm
  ②钢管截面面积计算:
  Aj=π(D2-d2)/4
   =13452mm2
  ③截面强度验算:
  σ=Nmax/Aj
   =806.1/13452
   =60Mpa<[σ]=140Mpa;
  M=Mmax/W
  =79.2KN/2383cm3
  =33.2Mpa;
  σ=Nmax/Aj+Mmax/W=60+33.2=93.2Mpa<[σ]=140Mpa;满足要求。
  2、加1/2合拢段荷载后
  其中内钢管:707.32KN;外侧斜钢管:923.87KN;采用SP2000进行分析,其计算结果如下:
  经计算得出,外侧斜桩的弯距和轴向力最大,因此计算时以斜桩受力控制设计。其轴力为1033.6KN;弯距为100.9KN.m;
  截面强度验算:
  σ=Nmax/Aj
   =1033.6/13452
   =76.8Mpa<[σ]=140Mpa;
  M=Mmax/W
   =100.9KN/2383cm3
   =42.3Mpa;
  Nmax/Aj+Mmax/W=76.8+42.3=119.1Mpa<[σ]=140Mpa;满足要求。
  刚度验算:
  λ=l0/r=13.26/0.2524=53<[λ](满足要求)
  整体稳定性验算:
  由λ=53查表的折减系数Φ1=0.867
  由N/Am=1033.6/0.0135=76.8>0.15x0.867x210=27.3Mpa;
  取μ=(1-n1Nγ2/π2EAm)m
  =[1-(1.7x1033.6x103x532)/(3.142x2.1x105x13452)]x1.0
  =0.83
  验算整体稳定性:
  σ=N/(φ1Am)+M/μw
   =1033.6/(0.867x0.0135)+100.9/(0.83x2.383-3)=139Mpa<[σ];满足要求;
  端部承压应力验算:σce=N/Ace=270Mpa>[σce]不满足要求;因此将钢管端部用钢板封闭,其承压应力为:σce=N/Ace=5.0<[σce];满足要求;
  弹性压缩计算:
  ΔL=NL/EA=(1033.6x13.26)/(2.1x105x0.0135)
  =4.8mm。满足要求
  参考文献:
  [1]公路施工手册《桥涵》·交通部第一公路工程总公司·北京·人民交通出版社,2000
  [2]《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
  [3]《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
  作者简介:郑俊峰,四川路桥华东建设有限公司助理工程师。
其他文献
【摘 要】 只要对公路工程施工当中关键部位的施工技术能够进行认真的分析和控制,对容易出现质量缺陷和质量事故的部位进行重点监控,就可以避免质量缺陷的发生,从而提升公路的安全质量以及使用寿命。  【关键词】 公路工程;关键部位;施工;技术  在我国经济快速发展的大背景下,公路现代化建设的进程也有了突飞猛进的提升,但同时对于公路施工的质量也有了更为严格的要求。为了控制公路工程的施工质量就必须对关键的施工
期刊
【摘 要】 在桥梁抗震设计中,利用隔震装置可延长结构周期,消耗大量地震能量,降低结构的响应。本文主要阐述了桥梁减隔震设计的重要性,论述了桥梁隔震设计的理论,并介绍了几种常用的减隔震装置,并分析了隔震技术方案的优化措施。  【关键词】 桥梁设计;减隔震设计;优化措施  引言:  随着我国公路交通行业的快速发展,桥梁在促进我国城市发展的作用越来越突出。而桥梁工程作为危机管理系统的核心组成部分,要求了其
期刊
【摘 要】 滨江新区是江门市“十二五”规划中是重点建设区域,规划起点高,建设标准高,并且作为一个新区,具备建设系统性综合管廊的有利条件,同时亦是近期(示范考核期)建设综合管廊的突破口,是建设示范性综合管廊工程的重点选择区域。  【关键词】 综合管廊;典型断面;运行管理  1 项目背景  随着我国城市化进程的加快,城市人口快速增长,工业大力发展,所有城市都经历着扩容的过程,对基础设施的需求项目日益增
期刊
【摘 要】 为保证牵引供电系统安全、稳定、优质、不间断的供电,提高牵引供电系统的安全可靠性就具有重要意义。文章根据配电自动化工程特点,结合配电自动化的常规模式,提出适合于铁路供电系统的配电自动化方案。针对铁路系统较特殊的通信问题,提出了工程的解决方法及应该注意的问题。  【关键词】 铁路牵引;供电系统;自动化控制  一、电气化铁路牵引供电系统的特点  第一,电压等级低,变(配)电所结构单一。从电力
期刊
【摘 要】 改革开放以来,社会经济的各行各业得到迅猛发展,桥梁行业也是如此,而缆索承重桥梁的建设使我国进入桥梁强国行列。近年来出现的桥梁缆索耐久性问题严重影响了桥梁的运营寿命,也造成了一些交通事故,带来不良社会影响。因此,对桥梁缆索的耐腐蚀性进行研究迫在眉睫。本文在分析桥梁缆索腐蚀的类型和原因基础上详细分析提高其耐腐蚀性的措施,提高桥梁的运营寿命,减少交通事故的发生,促进社会经济健康发展。  【关
期刊
【摘 要】 桥梁检测是一项复杂而细致的工作,不仅要求工作人员有丰富的实际现场经验,而且同时需要坚实的理论基础作为指导。与此同时,新材料、新工艺、新结构形式的采用也越来越多,为了积累这方面的工程经验我们有必要做一些检测工作,另外,对出现病害的桥梁也需要做鉴定以评价其安全指标。因此只有把理论和实际充分结合起来,再加上指挥者与各试验人员之间的默契配合,才能做好检测工作并取得满意的数据,也只有这样才有可能
期刊
【摘 要】 随着我国社会经济逐步提升,城镇化水平也在逐漸提高,我国农村公路建设飞速发展,很多地方政府虽然积极响应中央对农村公路方面的调整政策,将农村公路养护管理工作作为地方公益事业纳入公共财政范围内予以重点保证和改善,然而我们却发现农村公路的养护管理出现了更多难以解决的问题。本文针对农村公路养护管理面临的一些较为困难的方面作了一系列研究探讨,从而找到一些对农村公路养护管理水平和质量有帮助的有效措施
期刊
【摘 要】 近年来,农村公路在农村经济的发展中发挥着至关重要的作用,农村公路的建设取得了一定的经济效益,但是随着农村车辆的增加,公路受损的现象也越来越严重。本文主要对农村公路常见病害原因及处治策略进行了分析探讨。  【关键词】 农村公路;常见病害;成因;防治措施  引言:  农村公路是我国公路网的重要组成部分,在发展农村经济、促进农民增收的过程中发挥着举足轻重的作用。由于资金、技术等种种原因,在已
期刊
【摘 要】 在公路工程的施工管理中,对项目成本的管理可以有效的控制企业在此项目中的投入,使企业获得更大的经济效益和社会效益,对企业信誉的提高有很好的作用,能有效增强施工企业的市场竞争力,为企业的可持续发展提供保障,本人就从公路施工项目成本管理的概述入手,研究了成本管理中存在的问题,提出了解决的对策和方法。  【关键词】 公路工程;施工项目;成本管理;解决措施  引言:  公路是我国国民经济社会发展
期刊
【摘 要】 路基是构成公路的一个重要组成部分,为了确保路基工程质量,并提高整个公路的质量,必须在施工过程中,及时地发现问题,及时地总结经验,同时制定行之有效的管理措施,以确保规范和设计得以实施。本文主要对公路路基病害及处理进行了分析探讨。  【关键词】 公路工程;路基病害;防治措施  引言:  公路路基工程属于条带形建筑物,里程长,跨越地区广,地质环境条件复杂,暴露于自然环境中,遭受自然灾害诸如降
期刊